我國水泥工業(yè)的PM2.5,、SO2,、NOx排放量占全國排放總量的比例分別高達15%~20%、3%~4%,、8%~10%,,屬于污染控制重點行業(yè)。目前我國每年因水泥生產向大氣排放的粉塵量和廢氣量約1200萬噸以上,。水泥企業(yè)在生產的過程中,,產生大量的粉塵和煙塵,對環(huán)境的污染非 常嚴重,。
與世界先進國家水泥產量相比,,我國水泥總產量雖居世界第 一,但無論是 產品結構還是 技術裝備水平,,都遠遠落后于工業(yè)發(fā)達國家,。近幾年,先進的新型干法水泥生產線獲得快速發(fā)展,,但是 水泥生產造成的環(huán)境污染問題相對突出,。

水泥工業(yè)所生產的污染物對大氣污染較為嚴重,,主要是 粉塵顆粒物的影響,,其次是 少量的氣態(tài)污染物,,如SO2、NOx,、HF等,。據(jù)統(tǒng)計,2012年,,我國水泥工業(yè)的粉塵顆粒物排放量居各工業(yè)之首 ,,達數(shù)百萬噸,占全國工業(yè)粉塵顆粒物排放總量的39%,,SO2排放占3%~4%,,NOx排放占10%~12%,屬于重點污染行業(yè),。水泥工業(yè)迅猛的發(fā)展,,同時加重了環(huán)境污染。水泥生產主要設備及污染物如下,。
1)磨機,。生料磨、煤粉磨及選粉機選出合格水泥或煤粉過程中,,產生大量的粉塵,,其粉塵濃度高達1000g/m3。帶旋風收集器的煤磨,,其粉塵濃度達700g/m3,。
2)水泥窯。窯系統(tǒng)排出的廢氣溫度高,,粉塵濃度大,,其含塵濃度為40~80g/Nm3,其中細顆粒(<20μm)占95%,。經(jīng)與磨機聯(lián)合操作(稱窯磨一體機),,混合廢氣溫度140~180℃,粉塵濃度增為80~120g/Nm3,。還含有少量的有害氣體,,如SO2、NOx,、HF,。
3)烘干機。其廢氣中粉塵濃度大,,溫度50~250℃,,水分含量20%~25%,煙塵濃度為50~150g/Nm3。也排出SO2,、NOx,、HF等有害氣體。
4)篦式冷卻機,。廢氣中,,溫度100~250℃,煙氣較干燥,,煙塵濃度20~30g/Nm3,,塵粒粗且硬度大,對設備有磨損作用,。
水泥工業(yè)污染物的治理,國家曾多次制訂和修訂水泥工業(yè)大氣污染物排放標準,,以治理和降低水泥煙塵和粉塵顆粒物及氣態(tài)污染物對大氣的污染,。這些標準的制訂,一次比一次要求嚴格,。2013年新發(fā)布的GB4915-2013《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》規(guī)定:對水泥窯,、烘干機、冷卻機,、烘干磨,、煤磨排放中的顆粒物最 高允許排放濃度限值為30mg/m3,對破碎機,、磨機,、包裝機、水泥倉等限值為20mg/m3,。標準還對氣態(tài)污染物SO2,、NOx、氟化物的排放提出了高要求,,如對氟化物的排放從過去的10mg/m3提高到了5mg/m3,。這一新標準的出臺,促進先進的新型干法水泥的快速和大型化發(fā)展,,還將促進環(huán)保除塵設備的改造升級,,也可促進水泥生產減少螢石的使用,降低除塵設備的腐蝕,,提高除塵設備的壽命,。
水泥工業(yè)的污染治理主要是 以除塵器來除掉水泥設備生產中排出的粉塵顆粒物并回收可用的物料,同時利用水泥原料的堿性及袋式除塵除去濾袋上的塵并中和,、吸附爐窯廢氣中的酸性有害氣體,。布袋除塵器是 除塵設備中效率最 高的除塵器。20世紀80年代,,我國從美國,、德國不斷引進電,、袋除塵器技術,應用于水泥工業(yè)污染的防治,。在此基礎上,,通過消化、吸收和實踐經(jīng)驗的積累,,試驗,、改進、創(chuàng)新,,使我國電,、袋除塵器技術得到了飛躍發(fā)展,逐漸形成了我國自有的電,、袋除塵技術,。
袋式除塵器配套應用的配件和濾料在20世紀90年代相應通過引進、消化吸收和轉化也獲得了飛速發(fā)展,,不僅品種增多,,技術和質量也得到了很大提高。濾料從織物發(fā)展到針刺氈到復合濾料和覆膜濾料,,從粗纖維到超細纖維,,不斷提高了濾料的過濾性能,同時,,濾料的壽命也大大提局,。
二、袋式除塵器的應用
袋式除塵器的最 大優(yōu)點是 不受粉塵的種類,、粉塵濃度的(可處理濃度高達1000g/Nm3以上的廢氣)顆粒的大小和粉塵比電阻的-,,能適應工藝工況和負荷變化大的特點,其除塵效率仍可穩(wěn)定達到99.99%,,排放粉塵濃度可小至10mg/Nm3以下,,能有效捕集5μm以下的粉塵,可作為水泥物料的高效收塵器,。同時也具有耐高溫,、高濕、耐腐蝕,、抗結露,、防靜電、過濾易燃易爆氣體的能力,。利用預涂層技術,,向除塵器前管道中噴人物料(如石灰石、白云石、水泥等),,濾袋上所積附的這些塵餅,,可吸附瀝青、油霧和酸性有害氣體,。
袋式除塵器處理風量范圍大,,小到1000m3/h,大到200萬m3/h,,占地面積小,。當需要維護檢修時,可隨時分室停風進行,,而不停機,。
袋式除塵器最 大缺點是 設備阻力大,一般為1000~1500Pa,,耐溫目前只能達到300℃(發(fā)展中的不銹鋼,、陶瓷纖維可耐450℃以上)。
袋式除塵器的品種較多,,具體應用時應根據(jù)各工況點的煙氣特性,如煙氣量,、溫度,、含塵濃度、露 點,,以及粉塵,、煙塵的特性等選擇適合的袋式除塵器,并使除塵器在最 佳狀態(tài)下運行,。
水泥生產過程本身是 一個粉塵處理與加工的過程,,其主要的污染就是 粉塵,有害氣體相對小些,。對于干法生產,,從頭至尾均有污染源,而生產線中排放的粉塵有些是 被粉碎的原料和燃料,,有些則是 水泥的成品和半成品,,具有很高的回收利用價值。采用袋式除塵器既能過濾和控制粉塵對大氣的污染,,又能大量回收可利用的物料,。脈沖布袋除塵器的品種較多,通過不斷努力和創(chuàng)新,,目前使用較多的有兩種,,即長袋脈沖除塵器和氣箱式脈沖除塵器。
長袋脈沖除塵器:這是 一種袋長6~8m的行噴式脈沖袋除塵器,屬高能脈沖噴吹清灰,,清灰能力強,,袋底壓力可達2000Pa,可處理高濃度粉塵,,除塵效果好,。近幾年較多地應用于水泥生產的高溫和常溫工況除塵系統(tǒng)中,其最 大優(yōu)點是 濾袋較長,,可達6~8m,,過濾面積大,過濾速度一般選用10~12m/min,,也有用到15m/min,,充分利用空間,占地面積小,,可分室離線或在線清灰,,高壓或低壓噴吹,可分室停風檢修與換袋,,適于大中型,、處理風量大的脈沖機組中。國內已廣泛應用于水泥,、冶金鋼鐵,、有色金屬、機械,、化工行業(yè),,也應用于燃煤電站鍋爐除塵系統(tǒng)中,是 袋式除塵器中的佼佼者,。
氣箱式脈沖除塵器是 一種高能清灰的袋式 除塵器設備,,分室高壓脈沖噴吹清灰,可處理高濃度粉塵,,是 20世紀80年代末由美國Fuller公司引進的,,主要應用于水泥工業(yè)常溫工況的各產塵工藝系統(tǒng)中,也已有部分應用于高溫窯爐煙氣的過濾除塵,。經(jīng)多年使用,,除塵效果很好,排放濃度低,、清灰強,、阻力小、設備壽命長,,很快就在水泥行業(yè)得到推廣應用,,還可設計防靜電針刺氈及泄爆閥,,可應用于煤粉制備工藝收塵系統(tǒng)中。其優(yōu)點是 體積小,、占地面積少,、節(jié)約投資。但其濾袋較短,,一般為2.5~3m,,且布置較密,含塵氣體上升速度大,。脈沖閥一個分室僅1~2個,,清灰不夠均衡,適用于中小型除塵系統(tǒng),。
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